强磁场下的轨道诱导Peierls态研究

一般而言，Peierls相变只会发生在一维结构中，是一维体系特有的相变。但是由于电荷、轨道、自旋、晶格等相互作用，在三维结构中发现类似的相变，即类Peierls相变。目前国际上用"轨道诱导Peierls态"机制来解释这一相变，但是这一机制仍然有不完善之处。通过研究，我们注意到轨道诱导Peierls相变中所伴随的自旋二聚在这一相变中起重要作用。本项目拟在强磁场条件下，对其中的自旋二聚相变和输运行为进行研究，来澄清轨道诱导机制和自旋二聚之间的关系，进而完善轨道诱导Peierls相变机制。

在本研究项目中，我们对三维结构中的轨道诱导Peierls相变材料的压力效应、晶格动力学、声子动力学、电子顺磁共振谱、输运行为、以及强磁场下的物性进行了深入的研究。我们首次通过化学替代的方法增强了相变，通过晶格动力学的研究表明，相变和晶格的畸变有密切的联系。我们用拉曼光谱手段对这一体系的声子动力学进行了研究，确定了拉曼激活模式所对应的声子振动模式，并且确定了对相变起关键作用的声子模式。我们通过电子顺磁共振手段，对单晶和多晶的样品进行了研究，发现结构的Jahn-Teller畸变对电子顺磁共振谱的贡献，从而计算出了Jahn-Teller畸变能。我们通过对输运行为的拟合，建立了输运行为的理论模型。我们通过50T的脉冲强磁场对单晶样品的自旋二聚进行研究，发现二聚后的结构非常稳定。通过这些研究，我们对轨道诱导Peierls相变机理有了更深入的认识，对轨道诱导Peierls相变机理进行了有意义的补充。本项目按计划执行，达到了预期的研究目标，解决了项目计划中所提出的科学问题。在此研究项目的资助下，截止目前，已发表SCI学术论文22篇，部分研究成果正在整理发表中。